Mục lục bài họcĐang ở d01-b2
Eukaryotic Ultrastructure and the Secretory Pathway
The organelles a Paper 1 question expects you to recognise
Eukaryotic cells are organised by compartmentalisation: incompatible reactions are kept apart by membranes. The nucleus holds linear DNA wound on histones, and its envelope carries pores that let mRNA out. The nucleolus is not membrane bound; it makes rRNA and assembles ribosome subunits. Rough endoplasmic reticulum is continuous with the nuclear envelope and studded with $80$S ribosomes; it processes proteins destined for secretion. Smooth ER lacks ribosomes and makes lipids and steroids. The Golgi body modifies proteins, adds carbohydrate and packages products into vesicles. Mitochondria and chloroplasts each have a double membrane, their own circular DNA and $70$S ribosomes.
Prokaryote against eukaryote
A prokaryotic cell has no nucleus and no membrane-bound organelles, a single circular DNA molecule that is not wrapped in histones, $70$S rather than $80$S ribosomes, and a cell wall of peptidoglycan instead of cellulose. Prokaryotes may carry plasmids and are typically $1$ to $5\ \mu\text{m}$ across, against $10$ to $100\ \mu\text{m}$ for eukaryotes. Note what is shared: both have a cell surface membrane, cytoplasm, ribosomes and DNA, so a question asking for a difference will not accept any of those.
The secretory route
A protein for export is transcribed in the nucleus, translated on ribosomes of the rough ER, carried in vesicles to the Golgi body, modified and repackaged there, then delivered in secretory vesicles that fuse with the cell surface membrane by exocytosis. Cells that follow this route heavily, such as pancreatic acinar cells, contain conspicuously large amounts of rough ER, Golgi and mitochondria.
Những bào quan đề Paper 1 mặc định bạn nhận ra ngay
Tế bào nhân thực chạy theo nguyên tắc compartmentalisation (phân khoang): các phản ứng kỵ nhau bị màng tách ra hai chỗ. Nucleus chứa DNA mạch thẳng quấn quanh histone, màng nhân có lỗ để mRNA đi ra. Nucleolus không có màng bao; nó tổng hợp rRNA và lắp ráp tiểu đơn vị ribosome. Rough endoplasmic reticulum nối liền với màng nhân và gắn đầy ribosome $80$S, lo khâu chế biến protein sẽ tiết ra ngoài. Smooth ER không có ribosome, tổng hợp lipid và steroid. Golgi body sửa protein, gắn thêm carbohydrate và đóng gói vào túi. Mitochondria và chloroplast đều có màng kép, DNA vòng riêng và ribosome $70$S.
Prokaryote so với eukaryote
Tế bào nhân sơ không có nhân và không có bào quan có màng, chỉ một phân tử DNA vòng không quấn histone, ribosome $70$S chứ không phải $80$S, thành tế bào bằng peptidoglycan chứ không phải cellulose. Nhân sơ có thể mang plasmid và thường rộng $1$ tới $5\ \mu\text{m}$, so với $10$ tới $100\ \mu\text{m}$ ở nhân thực. Nhớ luôn phần giống nhau: cả hai đều có màng sinh chất, tế bào chất, ribosome và DNA — nên câu hỏi đòi nêu khác biệt sẽ không cho điểm bất kỳ ý nào trong số đó.
Đường đi của sản phẩm tiết
Protein sắp xuất khẩu được phiên mã trong nhân, dịch mã trên ribosome của rough ER, đi bằng túi tới Golgi body, được sửa và đóng gói lại ở đó, rồi nằm trong túi tiết đi ra hoà vào màng sinh chất bằng exocytosis. Tế bào chạy tuyến này nhiều, ví dụ tế bào tuyến tuỵ ngoại tiết, có lượng rough ER, Golgi và ti thể nhiều thấy rõ trên ảnh TEM.
Dựa vào hình trên, xếp $A$, $B$, $D$, $E$ theo đúng thứ tự mà một enzyme tiêu hoá đi qua trước khi rời tế bào, và nói rõ mỗi chặng làm gì.
Thứ tự là $A \rightarrow B \rightarrow D \rightarrow E$.
$A$ — nucleus. Gene mã hoá enzyme được phiên mã thành mRNA. mRNA rời nhân qua lỗ màng nhân; bản thân DNA thì không bao giờ ra khỏi nhân.
$B$ — rough endoplasmic reticulum. mRNA được dịch mã trên ribosome $80$S bám mặt ngoài. Chuỗi polypeptide vừa tổng hợp được đẩy thẳng vào lòng ER, gấp cuộn ở đó, rồi được đóng vào túi vận chuyển nảy ra từ mép ER.
$D$ — Golgi body. Túi tới hoà vào mặt lõm. Tại đây protein được sửa: cắt bớt, gắn chuỗi carbohydrate thành glycoprotein, và phân loại theo đích đến. Sản phẩm được đóng gói lại ở mặt lồi.
$E$ — túi tiết. Túi đi theo bộ khung tế bào ra sát màng sinh chất, hoà màng và đổ sản phẩm ra ngoài bằng exocytosis. Đây là bước tiêu tốn ATP, nên tế bào tiết mạnh luôn có nhiều ti thể.
Vì sao $C$ không nằm trong chuỗi: ribosome tự do trong bào tương tổng hợp protein dùng ngay trong tế bào, không đi qua Golgi và không được tiết ra.
Dùng đúng ba số liệu ghi trên hình, tính chiều ngang thật của tế bào và của nhân, rồi tính tỉ lệ diện tích mặt cắt của nhân so với của tế bào, coi cả hai là hình tròn.
Bước 1 — độ phóng đại từ thước tỉ lệ. $13$ mm trên hình $= 13\,000\ \mu\text{m}$; ứng với $10\ \mu\text{m}$ thật. Vậy $M = 13\,000 \div 10 = \times 1300$.
Bước 2 — chiều ngang tế bào. $52$ mm $= 52\,000\ \mu\text{m}$ trên hình. Chia cho $M$: $52\,000 \div 1300 = 40\ \mu\text{m}$.
Bước 3 — chiều ngang nhân. $16$ mm $= 16\,000\ \mu\text{m}$; $16\,000 \div 1300 \approx 12{,}3\ \mu\text{m}$.
Bước 4 — tỉ lệ diện tích. Diện tích hình tròn tỉ lệ với bình phương đường kính, nên tỉ lệ diện tích $= (12{,}3 \div 40)^2 = 0{,}308^2 \approx 0{,}095$, tức nhân chiếm khoảng $9{,}5\%$ diện tích mặt cắt của tế bào.
Lối tắt đáng nhớ: ở bước 4 bạn không cần độ phóng đại. Tỉ lệ giữa hai chiều dài đo trên cùng một ảnh đã bằng đúng tỉ lệ thật: $16 \div 52 = 0{,}308$. Mọi thừa số phóng đại triệt tiêu. Nhận ra điều này giúp tiết kiệm thời gian và tránh nhân chia nhầm trong phòng thi.
Đọc xong rồi — làm thử ngay
Bài tập của chương Cell Structure gồm 14 câu trắc nghiệm và 3 đề tự luận. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.